一种基于激光跟踪的自动化环保焊接系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于激光跟踪的自动化环保焊接系统，包括焊接小车、焊枪组件、焊枪调整机构、送丝装置、焊烟净化器以及激光跟踪系统，其中，所述焊接小车能够在焊接工作面上跟随焊缝行走，所述焊枪调整机构用于将焊枪组件可移动地装配在焊接小车上，并能够调整焊枪组件的焊接位置；所述焊枪夹持架用于进一步调整焊枪的工作位置；所述激光跟踪系统能够通过高速激光相机实时拍摄的焊缝路径信息，并通过无线遥控器控制焊接小车、Z轴滑台和Y轴滑台进行相应动作。本发明专利技术通过自动化环保焊接系统驱动焊接小车的行走转向、Z轴和Y轴的升降滑动实现焊缝跟踪作业，并采用环保焊枪，可将焊接时产生的烟尘排出至焊烟净化器净化，实现环保焊接作业。作业。作业。

【技术实现步骤摘要】
一种基于激光跟踪的自动化环保焊接系统


[0001]本专利技术涉及自动化焊接设备领域，具体为一种基于激光跟踪的自动化环保焊接系统。

技术介绍

[0002]当前各种焊接小车多是有轨或增加导向行走，作业时需工人将轨道架设在所需焊合工件一侧，与焊缝保持相对平行，操作过程繁琐，且多为直线型焊缝，对曲线型焊缝不能满足使用，这样一来对焊接作业就会有很大的局限性。
[0003]采用铺设导轨的方式进行跟踪式焊接，灵活性比较差，在使用的时候需要预先进行导轨的铺设，耗费人力和大量时间，同时在一些不便铺设导轨的地方进行焊接时，现有的这种导轨式的跟踪焊接小车就不能使用，只能通过纯人工的方法进行焊缝的焊接，人工在焊接焊缝时，由于人为因素的影响，得到的焊接效果并不理想，产品通过率比较低。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于激光跟踪的自动化环保焊接系统以解决上述
技术介绍
中提出的问题，本专利技术采用高速激光相机实时跟踪焊缝信息，数据传输至主控制器，由主控制器自运算处理驱动焊接小车的行走转向、Z轴和Y轴的升降滑动实现焊缝跟踪作业，采用环保焊枪，可将焊接时产生的烟尘排出至焊烟净化器净化，实现环保焊接作业。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于激光跟踪的自动化环保焊接系统，包括焊接小车、焊枪组件、焊枪调整机构、送丝装置、焊烟净化器以及激光跟踪系统，所述焊枪组件通过焊枪调整机构装配于所述焊接小车上，且焊枪组件包括焊枪、集成管线及焊枪夹持架，所述集成管线由焊枪末端通过转接三通件分别连接送丝装置和焊烟净化器，且所述送丝装置连接焊机电源；其中，所述焊接小车能够在焊接工作面上跟随焊缝行走，并使焊枪组件与焊缝的相对位置保持稳定；所述焊枪调整机构用于将焊枪组件可移动地装配在焊接小车上，并通过Z轴滑台调整焊枪相对于焊缝的高度距离，以及通过Y轴滑台调整焊枪在焊接工作面上的投影与焊缝的距离；所述焊枪组件包括用于进一步调整焊枪高度以及焊枪相对于焊缝的焊接角度的焊枪夹持架；所述激光跟踪系统包括主控制器、遥控装置以及固定于焊枪前侧的高速激光相机，且所述高速激光相机用于实时拍摄焊枪前的焊缝路径信息并将数据传输至主控制器，所述主控制器根据焊缝的路径信息运算处理出焊接小车的行走参数以及Z轴滑台和Y轴滑台的实时调节参数，并通过无线遥控器控制焊接小车、Z轴滑台和Y轴滑台进行相应动作；所述遥控装置包括发射器及接收器，其中发射器与主控制器通过数据端口连接，接收器通过接口电路分别连接焊接小车、Z轴滑台和Y轴滑台的驱动器。
[0006]作为本专利技术的优选方案，所述集成管线包括焊枪管线及焊烟管路，所述焊枪包括枪颈总成、吸烟罩、手柄及开关，所述枪颈总成固定于手柄前端，并通过手柄内部管线连通位于手柄末端的集成管线中的焊枪管线，所述吸烟罩沿着枪颈总成延伸固定于手柄前端，并通过手柄内部管路连通位于手柄末端的集成管线中的焊烟管路；所述焊枪夹持架包括焊枪夹及固定架，所述固定架包括滑槽板、U型锁紧环及转动轴，其中，所述U型锁紧环固定于焊接小车上用于固定焊枪的固定柱上，所述滑槽板上对应U型锁紧环开设有条形滑槽及滑动组件，使得滑槽板与U型锁紧环通过条形滑槽相对滑动并固定，所述滑槽板上以转动轴为中心还开设有弧形滑槽，并且焊枪夹固定连接转动轴并对应弧形滑槽设有限位块。在焊接作业时，将本专利技术中的焊枪固定装配于焊接小车或者焊接机器人上，然后通过焊接小车的移动能够间接调整焊枪与焊缝的相对位置，本专利技术中还能够通过条形滑槽、弧形滑槽及其滑槽板的配合使得焊枪的焊接位置和焊接角度进行二次调整，不但能够使得焊接过程调节精度更高，还能够有利于在各种工作环境下的焊接，适应性更广，调节范围更大。
[0007]其次，本专利技术中集成管线通过转接三通件将焊枪管线连接送丝装置，将焊烟管路连接焊烟净化器，一方面装配在焊接小车上的焊枪采用集成管线方便拖曳扭转，能够更好地适应跟随式自动化焊接的过程，另一方面焊接时焊烟通过吸烟罩吸出直至焊烟净化器，保障了焊接过程的环保性。
[0008]进一步地，所述集成管线包括中空腔室及环设于中空腔室外的环状腔室，且中空腔室与环状腔室之间设有隔热层，其中，所述焊枪管线穿设于中空腔室内，所述焊烟管路螺旋盘绕在环状腔室中。集成管线中用于容纳焊枪管线的中空腔室与容纳焊烟管路的环状腔室之间设有隔热层，从而避免了焊烟温度过高对焊枪管线产生影响。
[0009]更进一步地，所述U型锁紧环侧面设有穿过所述条形滑槽的限位杆，且限位杆于滑槽板相对U型锁紧环的另一侧设有锁紧螺母。
[0010]更进一步地，所述转动轴的转动角度通过微型电机驱动调节，且所述微型电机通过接口电路连接所述接收器。
[0011]作为本专利技术的优选方案，所述焊接小车由其转向轮和动力轮搭载在工件焊接工作面上，所述转向轮及动力轮均为通过磁力开关控制开关磁的磁力轮；所述焊枪调整机构包括固定于焊接小车上的Z轴滑台及沿着所述Z轴滑台滑动的Z轴滑台座，且所述Z轴滑台座前端面上设有旋转轴，所述旋转轴连接有一能够通过该旋转轴相对Z轴滑台座转动的Y轴滑台，所述Y轴滑台上设有沿着所述Y轴滑台方向滑动的Y轴滑台座，所述Y轴滑台座固定有支座，且所述支座上具有用于适配焊枪夹持架以固定焊枪的固定柱。
[0012]作为本专利技术的优选方案，所述Z轴滑台及Y轴滑台分别包括滑杆、电机及由电机驱动的伸缩杆，其中，Z轴滑台座、Y轴滑台座分别通过连接其对应的Z轴滑台、Y轴滑台的伸缩杆从而在其对应滑杆上滑动和固定，所述电机通过接口电路连接所述接收器。在焊接作业时，将本专利技术中的焊枪调整机构能够通过控制Z轴滑台的上下滑动，从而调控焊枪与工件的相对高度，通过电机及其驱动的伸缩杆实时根据焊接小车的位置控制Y轴滑台的滑动距离，从而保障Y轴滑台和旋转轴能够调控焊枪在针对曲线型焊缝时的跟随性；本专利技术中焊接小车采用磁力轮吸附在工件上，无需额外的支架或者驱动装置，同时焊接小车具有转向轮和
动力轮，能够在工件上完成不同方向的前进运动，从而配合焊枪调整机构完成对焊枪焊点全方位的适应；本专利技术通过焊接小车自身能够在X轴方向前进并且转向，以及焊枪调整机构的Y轴、Z轴、旋转轴的配合，能够实现多种焊接模式的切换，满足多种焊缝形式（平焊、立焊、仰焊、管道的环焊等）的焊接作业。
[0013]作为本专利技术的优选方案，所述转向轮为前轮，所述动力轮为后轮，所述焊接小车还包括前轮保持架以及转向机构，其中，所述前轮保持架包括用于固定前轮的前轮毂、位于两前轮毂之间并用于装配前轮毂的横梁以及前轮毂与横梁之间的转向支架，其中，所述转向支架对称地通过竖向转轴铰接于横梁两端，所述转向支架具有用于装配前轮毂的侧面板，且侧面板与前轮毂转动配合，所述转向支架于两前轮内侧还设有向后的铰接端；所述转向机构包括转向伺服电机、由转向伺服电机驱动转动的转向盘、以及平行于横梁设置的转向拉杆，所述转向拉杆两端分别对应地铰接于两转向支架的铰接端下端面，其中一个所述转向支架的铰接端上端面与转向盘端面之间设置转向拨杆，且所述转向拨杆与铰接端上端面、转向盘端面均通过球轴连接，以使得在转向拨杆一端随着转向盘的转动时，铰接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于激光跟踪的自动化环保焊接系统，其特征在于，包括焊接小车、焊枪组件、焊枪调整机构、送丝装置、焊烟净化器以及激光跟踪系统，所述焊枪组件通过焊枪调整机构装配于所述焊接小车上，且焊枪组件包括焊枪、集成管线及焊枪夹持架，所述集成管线由焊枪末端通过转接三通件分别连接送丝装置和焊烟净化器，且所述送丝装置连接焊机电源；其中，所述焊接小车能够在焊接工作面上跟随焊缝行走，并使焊枪组件与焊缝的相对位置保持稳定；所述焊枪调整机构用于将焊枪组件可移动地装配在焊接小车上，并通过Z轴滑台调整焊枪相对于焊缝的高度距离，以及通过Y轴滑台调整焊枪在焊接工作面上的投影与焊缝的距离；所述焊枪组件包括用于进一步调整焊枪高度以及焊枪相对于焊缝的焊接角度的焊枪夹持架；所述激光跟踪系统包括主控制器、遥控装置以及固定于焊枪前侧的高速激光相机，且所述高速激光相机用于实时拍摄焊枪前的焊缝路径信息并将数据传输至主控制器，所述主控制器根据焊缝的路径信息运算处理出焊接小车的行走参数以及Z轴滑台和Y轴滑台的实时调节参数，并通过无线遥控器控制焊接小车、Z轴滑台和Y轴滑台进行相应动作；所述遥控装置包括发射器及接收器，其中发射器与主控制器通过数据端口连接，接收器通过接口电路分别连接焊接小车、Z轴滑台和Y轴滑台的驱动器。2.根据权利要求1所述的一种基于激光跟踪的自动化环保焊接系统，其特征在于，所述集成管线包括焊枪管线及焊烟管路，所述焊枪包括枪颈总成、吸烟罩、手柄及开关，所述枪颈总成固定于手柄前端，并通过手柄内部管线连通位于手柄末端的集成管线中的焊枪管线，所述吸烟罩沿着枪颈总成延伸固定于手柄前端，并通过手柄内部管路连通位于手柄末端的集成管线中的焊烟管路；所述焊枪夹持架包括焊枪夹及固定架，所述固定架包括滑槽板、U型锁紧环及转动轴，其中，所述U型锁紧环固定于焊接小车上用于固定焊枪的固定柱上，所述滑槽板上对应U型锁紧环开设有条形滑槽及滑动组件，使得滑槽板与U型锁紧环通过条形滑槽相对滑动并固定，所述滑槽板上以转动轴为中心还开设有弧形滑槽，并且焊枪夹固定连接转动轴并对应弧形滑槽设有限位块。3.根据权利要求2所述的一种基于激光跟踪的自动化环保焊接系统，其特征在于，所述集成管线包括中空腔室及环设于中空腔室外的环状腔室，且中空腔室与环状腔室之间设有隔热层，其中，所述焊枪管线穿设于中空腔室内，所述焊烟管路螺旋盘绕在环状腔室中。4.根据权利要求2所述的一种基于激光跟踪的自动化环保焊接系统，其特征在于，所述U型锁紧环侧面设有穿过所述条形滑槽的限位杆，且限位杆于滑槽板相对U型锁紧环的另一侧设有锁紧螺母。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：李井卫，孔强，李会敏，
申请(专利权)人：山东通祥环保科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：